原电池、化学电源（复习讲义）-2026年高考化学一轮复习解析版

第02讲原电池、化学电源

目录

01考情解码•命题预警...........................................................2

02体系构建思维可视...........................................................3

03核心突破•靶向攻坚...........................................................5

考点一原电池的工作原理及应用....................................................5

知识点1原电池定义及本质..........................................................5

知识点2原电池装置模型一构成条件.................................................5

5

知识点4原电池的应用..............................................................7

考向1考查原电池工作原理..........................................................8

考向2考查原电池原理的应用.......................................................10

思维建模|根据电池反应设计原电池的模板

考点二化学电源..................................................................12

知识点1化学电源的优点和优劣判断标准..............................................12

知识点2一次电池一放电后不可再充电的电池........................................12

知识点3二次电池——又称可充电电池或蓄电池，是一类放电后可以再充电而反复使用的电池13

知识点4燃料电池——将燃料燃烧的化学能直接转化为电能的装置.......................15

考向1考查一次电池的工作原理及应用...............................................16

思维建模化学电源中电极反应式书写的一般方法

18

考向3考查燃料电池的工作原理及应用...............................................22

思维建模解答燃料电池题目的几个关键点

25

考向5考查液流循环电池的工作原理及应用...........................................28

04真题溯源•考向感知..........................................................31

01

考情解码-命题预警

考点要求考查形式2025年

新课标卷T10,6分

因选择题云南卷T13,3分新课标卷T12,6分河北卷T13,3分

原电池

□非选择题江苏卷T8,3分江西卷T11,3分海南卷T8,3分

广东卷T6,3分

重庆卷T10,3分

全国甲卷T12,6分

湖北卷T15,3分全国乙卷T12,6分

因选择题广西卷T9,3分

化学电源广东卷T14,3分新课标卷T10,6分

□非选择题江苏卷T8,3分

黑吉辽蒙卷T13,3分

安徽卷T11,3分

浙江1月卷T12,3分

考情分析：

分析近三年高考试题，高考命题在本讲有以下规律：

1.从考查题型和内容上看，高考命题以选择题和非选择题呈现，考查内容主要有以下两个方面：

（1）以新型化学电源为背景，考查原电池的工作原理以及电极反应方程式的书写、离子移动方向等。

（2）与工农业生产相结合，考查电极产物的分析及检验等。

2.从命题思路上看，侧重以新型电源为载体考查原电池的工作原理。

（1）选择题：常以新型电源和生产生活、科学实验、物质制备等为背景，考查电极的判断、离子或电子的

移动方向、电子转移数目的判断和电极反应式的书写等。

（2）非选择题：与化学实验、化学平衡、离子平衡、元素及其化合物等知识相结合来综合考查，常考查电

极反应式的书写、探究原电池原理的应用。

3.根据高考命题的特点和规律，复习时要注意以下几个方面：

（1）构成原电池的基本元件有哪些；

（2）该电池有哪些特点；

（3）电极选择与电解液选择有何要求。

i.理解原电池的构成、工作原理及应用，正确判断原电池的两极，能书写电极反应式和总反应方程式。

2.了解常见化学电源的种类及其工作原理；了解燃料电池的应用。

3.能够了解新型化学电源的工作原理。

02

体系构建-思维可视u

原电池定义及概念：化学能转化为电能的装置

本质反应本质：自发讲行的氧化环原反应

看反应：臼后的氧化环原反应

原电池装置模看两电极：活泼性不同的两电极

型构成条件电解质溶液或熔融电解质

形成闭合回路

两电极直接或间接接触

的三个条件

两电极插入电解质溶液中

原

电电子移动方向：负极到正极

池离子移动方向：阴离子向负极，阳离子向正极

反应原理

的

负极（锌极）：Zn-2e=Zn?+

工两极电极

正极（铜极）：2H++2e=Hz

作反应式

+2+

原总反应：Zn+2H=Zn+HT

原电池的2

理工作原理单液原电邮双液原电池对比

及

盐桥中装有饱和的KClKNO3等溶液

应和琼胶制成的胶冻

用

双液原电池中盐盐桥中离子移向：K土移向正极,

桥的口作用C（NOL）移向负极

盐桥的作用：连接内生路，生衡电荷,

减少能量损耗

b限金属的活动性强弱

加快化学原电池可增大反应速率

反应速率产物量的理解：不影响产生解的物质的量

原电池的应用用于金属的防护使被除金属作正极得到壮

拆分反应：分成两个半反应

选择电极材料：丽剂作负

极，活泼性弱的作正极

谢+W化学电源

构成闭合回路：电解质溶液与负

极反应或含金属阳离子

画装置图：标出电极材料、正负

极、电解质溶液等

优点：能量转换效率高，供能稳定可

化学电源的优

靠，形状、大小可设计

点和优劣判断

标准判断标准：比能量或比功率及可储存时间的长短

［正极材料：MnO2

普通锌铳

-e-负极材料：Zn

干电池

总反应：Zn+2MnCb+2NH“Q=ZnCl2+Mn。+2NH,+HQ

,正极材料：MnO2

碱性锌铳

-e-负极材料：Zn

干电池

一次电池不可总反应：Zn+2Mnd?+2Hz—MnOOH+Zn(OH)z

再充电的电池

〔正极材料：Ag2O

银锌电池《一负极材料：Zn

、总反应：Zn+Aq?。+H2O=Zn(OH)2+2Ag

化

学,电极材料：锂和碳

电

锂电池电解液：LiAICI-SOCI

源42

'总反应：8Li+3SOa=6Lia+Li2SC)3+2S

特点及工j特点：放电后能充电复原继续使用

二次电池可作原理铅蓄电池工作原理：Pb+Pb。?+2H2so4=2PbSOa+2H?。

充电电池或

,电池放电时：Li+由b极移向a极

蓄电池纳米硅基

锂电池电池充电时：a极反应式为xFe+2xLizS-

4xe=4xLi:+xFeS2

氢氧燃料电池Y；酸性介质负极反应式：2Hz-4e=4H*

碱性介质正极反应式：+2h0+4e=40H-

酸性介质总反应式：CH4+25=CO2+2Hq

甲烷燃料电池

碱性介质总反应式：CH4+2O2+2OH=C0+3Hq

\燃料电池将燃

\料燃烧的化学

,注意介质是什么

能直接转化为燃料电池题目

电能的装置的思维模型和-e-通入负极的物质为燃料，正极为氧气

关键点\通过介质中离子的移动方向判断电池的正负极

,明确反应物和直接产物

电极反应式书-4—确定最终产物

写的一般方法

'配平电极反应式

■03

核心突破-靶向攻坚

PU

♦考点一原电池的工作原理及应用♦

知识点1原电池定义及本质

1.概念：原电池是把化学能转化为电能的装置,

2.反应本质：自发进行的氧化还原反应。

知识点2原电池装置模型一构成条件

［观察闭合回路特征）

活泼金属电极、令生辅{mW

燃料、还原性。2、氧化性物

物质等，物质中坦空质装物质中

移向移向.幽

有元素化合价〜,有元素化合

升高观察两极材料或加入

（通入）物质、反应特征

（1）一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生（一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应）。

（2）二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。

（3）三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件：

①电解质溶液或熔融电解质;

②两电极直接或间接接触;

③两电极插入电解质溶液中。

Q得分速记

离子导体可以是电解质溶液、熔融电解质或固态离子导体，只能传导离子。

重知识点3原电池的工作原理

符b沿导线传递，有电流产生

1.反应原理

①电子移动方向：锌失电子逐渐溶解变成Zd+进入溶液，电子从负极经导线流入正极。

②离子移动方向：阴离子向负极移动（如SO厂）,阳离子向正极移动（如Z/+和H+,溶液中H+在正极上得电

子形成氢气在铜片上冒出）。

③两极电极反应式

负极（锌极）：Zn—2e-=Zn2+（氧化反应）。

正极（铜极）：2H++2葭=^H2（还原反应）。

总反应：Zn+2H+=Zn2++H2t。

2.单液原电池和双液原电池对比

比较项目单液原电池双液原电池

相同点正负极，电极反应，总反应式，电极现象

不能量

化学能转化为电能和热能化学能只转化为电能

同变化

点反应

两极反应在相同区域两极反应在不同区域

区域

3.双液原电池中盐桥的组成和作用

①盐桥中装有饱和的KC1、KN03等溶液和琼胶制成的胶冻。

②盐桥中离子移向：盐桥含饱和KC1（KNO3）溶液，K+移向正极,Cl（NO3一）移向负极。

③盐桥的作用：

a.连接内电路，形成闭合回路;

b.平衡电荷，使原电池丕断产生电流。

c.减少能量损耗。

以铜锌原电池为例构建原电池的认知模型

原理

宏观

象

现锌片电流表指针偏转有红色

观溶解

微电子移动方向物质生成

程

过阴离子移向‘

极

电

物阳离子移向

产氧化产物还原产物

极失电子得电子

器II

坳还原剂氧化剂

装置

失e-场所电子离子得b场所

（负极材料）导体导体（正极材料）

知识点4原电池的应用

1.比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性较强的金属,正极一般是活动性较弱的金属（或非

金属）。

2.加快化学反应速率：一个自发进行的氧化还原反应，创造多个微电池反应环境,使反应速率增大。如在

Zn与稀硫酸反应时加入少量CuS04溶液构成原电池,反应速率增大。

原电池加快反应速率的理解：在理解形成原电池可加快反应速率时，要注意对产物量的理解，Zn与稀硫酸

反应时加入少量CuSCU溶液，锌足量时，不影响产生H2的物质的量，但稀硫酸足量时，产生H2的物质的

量要减少。

3.用于金属的防护：使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护。如要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥

梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。

4.设计制作化学电源

①拆分反应：将氧化还原反应分成两个半反应。

②选择电极材料：将还原剂（一般为比较活泼的金属）作负极，活泼性比负极弱的金属或非金属导体作正

极。如果还原剂不是金属而是其它还原性物质，可选择惰性电极一石墨棒、钳片作负极。

③构成闭合回路：电解质溶液一般要能够与负极发生反应，或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负也发

生反应（如溶解于溶液中的空气）。如果两个半反应分别在两个容器进行（中间连接盐桥），则两个容器中的

电解质溶液应含有与电极材料相同的金属的阳离子。

④画装置图：结合要求及反应特点，画出原电池装置图，标出电极材料名称、正负极、电解质溶液等。

q得分速记

画原电池装置图常见的四个失分点

（1）不注明电极材料名称或元素符号。

（2）不画出电解质溶液（或画出但不标注）。

（3）误把盐桥画成导线。

（4）不能连成闭合回路。

考向1考查原电池工作原理

H（2025•湖南•模拟预测）某沉积物-微生物电池可以回收处理含硫废渣（硫元素的主要存在形式为FeS?）,

其工作原理如图所示，酸性增强不利于菌落存活。下列说法错误的是

光照、CO?

用

电

器

A.碳棒b的电势比碳棒a的电势低

+

B.碳棒b存在电极反应：S-6e-+4H2O=SOt+8H

C.工作一段时间后，电池效率降低

D.每生成ImolSOj,理论上消耗标准状况下44.8LO2

【答案】D

【分析】根据光合菌产生的02得电子结合H+得到H2O,碳棒a为正极，FeS2在硫氧化菌的作用下被氧化

为S,S在硫氧化菌的作用下被氧化为硫酸根。

【解析】A.根据分析可知b极为负极，a极为正极，正极的电势高于负极，A正确；B.根据图示，碳棒b

+

为负极，失电子，存在电极反应：S-6e-+4H2O=SO^+8H,B正确；C.酸性增强不利于菌落存活，负

极失电子发生的氧化反应会减慢，故工作一段时间后，电池效率降低，C正确；D.a为正极，光合菌产生

的。2得电子结合H+得到H20,电极反应为Ch+4e-+4H+=2压0,每生成ImolSOj,转移6moi电子，理论

上消耗标准状况下33.6LO?,D错误；故选D。

【变式训练1♦变载体】（2025•广东深圳•一模）Mg-AgCl电池是一种可被海水激活的贮备电池，电池放电时,

下列说法不正确的是

A.CT由负极向正极迁移B.海水作电解质溶液

C.Mg作负极发生氧化反应D.正极反应为AgCl+e-=Cr+Ag

【答案】A

【解析】A.电池放电时，为原电池原理，阴离子由正极向负极迁移，A项错误；B.Mg-AgCl电池是一种

用海水激活的贮备电池，海水作为电解质溶液，B项正确；C.原电池负极发生氧化反应，Mg失电子，作

原电池的负极，C项正确；D.原电池正极发生还原反应，AgCl得电子，生成Ag和cr,电极反应式为：

AgCl+e-=Cl-+Ag,D项正确；答案选A。

【变式训练2•变考法】（2025•浙江温州•三模）铝-空气电池、Mg-AgCl电池，均以海水为电解质溶液。下

列叙述中正确的是

A.单位质量的负极输出电量：铝-空气电池〉Mg-AgCl电池

B.两种电池均是二次电池

C.铝-空气电池负极反应式：Al-3e+3OH=Al（OH）3

D.两电池放电时，均是Hq在正极被还原

【答案】A

【解析】A.Imol铝27g,输出3moi电子，Imol镁24g,输出2moi电子，质量相同的镁和铝输出的电量

铝大于镁，A正确；B.两种电池均不可充电再使用，是一次电池，B错误；C.氢氧化铝为弱电解质，铝-

空气电池负极反应式：Al-3e-+3OH-=Al（OH）3（,C错误；D.铝-空气电池放电时，正极空气中的氧气

被还原，Mg-AgCl电池放电时，氯化银在正极被还原，D错误；故选A。

【变式训练【环境保护与学科知识结合】（2025•河北保定•三模）用如图所示的新型电池可

以处理含CN-的碱性废水，同时还可以淡化海水（主要成分为NaCl,还含有Na2sO,等杂质）。下列说法错误

的是

A.交换膜I为阴离子交换膜

B.电池工作一段时间后，右室溶液的pH增大

C.a极电极反应式：2CN-+12OH--1Oe-=2CO^+N,T+6H2O

D.若将含有26gCN-的废水完全处理，可除去NaCl的质量为292.5g

【答案】D

【分析】如图所示的新型电池可以处理含CN-的碱性废水，在a极，CN-失去电子，被氧化为N?和C。：，

为负极，电极反应式为2CN-+12OH--10e-=2COj+N2T+6H2O,则b极为正极，JT得电子被还原为H2,

电极反应式为2H++2e-,海水中的阴离子通过交换膜I向左移动，阳离子通过交换膜H向右移动，

据此回答。

【解析】A.a电极失去电子，附近负电荷减少，为了淡化海水，阴离子通过交换膜I向左移动，A正确；

B.由分析可知，b为正极，电极反应式为2H++2e-=H2T,则消耗氢离子，pH增大，B正确；C.由分

析可知，a极电极反应式：2CN+12OH--10e-=2CO^+N2T+6H2O,C正确；D.26gCN-的物质的量为

Imol,根据选项A分析可知，消耗ImolCN-时转移5mol电子,根据电荷守恒可知，可同时处理5molNaCl,

其质量为292.5g,但是海水中还含有SO；一等杂质离子，故除去NaCl的质量小于292.5g,D错误；故选D。

思维建模判断原电池正负极的6种方法

考向2考查原电池原理的应用

瓯（2025•广东惠州•一模）将镀层有破损的镀锡铁片放入酸化的3%NaCl溶液中。下列说法正确的是

A.Fe作原电池正极

B.溶液中的C「向锡极移动

C.铁片腐蚀速率比未镀锡时更快

D.铁表面发生的电极反应：2H++2e=H2T

【答案】C

【分析】将镀层有破损的镀锡铁片放入酸化的3%NaCl溶液中，则能够形成原电池反应，Fe比Sn活泼，则

Fe作负极，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+,Sn作正极，电极反应为：2H++2e=H2T，据此分析解题。

【解析】A.由分析可知，Fe作原电池负极，A错误；B.由分析可知，Sn为正极，原电池中电解质溶液

中阴离子移向负极，即溶液中的C「向铁极移动，B错误；C.原电池一般能够加快反应速率，铁片上镀有

锡时构成原电池，且Fe作负极，而未镀锡时Fe只能发生化学腐蚀，故铁片腐蚀速率比未镀锡时更快，C

正确；D.由分析可知，Fe作负极，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+,D错误；故答案为：C。

【变式训练1♦变载体】（2025•上海黄浦•二模）把铁条放入盛有过量稀硫酸的试管中，下列改变不能加快氢

气产生速率的是

A.改铁条为镁条B.滴加少量CuSO4溶液

C.改稀硫酸为98%的硫酸D.升高溶液的温度

【答案】C

【解析】A.镁比铁更活泼，与稀硫酸反应速率更快，能加快氢气产生速率，A正确；B.滴加少量CuSCU,

Fe与CuSCU反应生成Cu,Fe、Cu和稀硫酸构成原电池，加快反应速率，B正确；C.常温下，铁在浓硫酸

中发生钝化，无法产生氢气，C错误；D.升高溶液温度，反应速率加快，D正确；故答案选C。

【变式训练2•变考法】（2025•浙江•一模）由A、B、C、D四种金属按表中装置进行实验，下列叙述中正确

A.装置甲中的B金属是原电池的负极B.装置乙中的C金属是原电池的阳极

C.装置丙中的D金属是原电池的正极D.四种金属的活泼性顺序是D>A>B>C

【答案】D

【分析】甲、乙、丙为原电池装置，甲中A不断溶解，说明A被氧化，为原电池负极，B为正极，乙中C

的质量增加，说明C极上析出金属，为原电池正极，则B为负极，丙中A上有气体产生，应为氢气，说明A

为正极，则D为负极，原电池反应中负极较活泼，则金属的活泼性顺序为D>A>B>C。

【解析】A.甲中A不断溶解，说明A被氧化，为原电池负极，B为正极，故A错误；B.乙中C的质量增

加，说明C极上析出金属，为原电池正极，故B错误；C.丙中A上有气体产生，应为氢气，说明A为正

极，则D为负极，故C错误；D.由以上分析可知金属的活泼性顺序为D>A>B>C,故D正确。故选D。

【变式训练3：%僭前】【日常生活与学科知识结合】（2025•江苏南京•二模）暖贴是一种便捷的自发热

保暖产品，具有发热快、持续时间久等优点。它主要由铁粉、活性炭、食盐、水等成分组成，如图所示。

下列有关说法不正确的是

空气由此进入

»无纺布

■>透气膜

»发热层

»背胶

A.暖贴生效时，将化学能转化为热能

B.水与食盐、活性炭共同作用可加快铁粉的腐蚀速率

C.正极反应式为2H2O+2e-=H2T+2O^^

D.透气膜的透氧速率可控制暖贴的发热时间和温度

【答案】C

【分析】自热贴发热料中的铁粉、活性炭、食盐及水之间能形成数目庞大的微型原电池，铁作负极，氧气

做正极，据此分析；

【解析】A.暖贴生效时，将化学能转化为热能，A正确；B.铁粉、水与食盐、活性炭共同作用形成原电

池，可加快的腐蚀速率，B正确；C.该装置为原电池装置，铁作负极，氧气做正极，正极反应式为

2H2O+4e+O2=4OH-,C错误；D.透气膜的透氧速率可控制氧气浓度，故可控制暖贴的发热时间和温度，D

正确；故选C。

思维建模I根据电池反应设计原电池的模板

拆分反应将氧化还原反应分成两个半反应（电极反应）

将还原剂（一般为比较活泼金属）作负极，活泼性比负极弱的金属或非金属

选择电极材料

导体作正极

如果两个半反应分别在两个容器中进行（中间连接盐桥），则两个容器中的

构成闭合回路

电解质溶液应含有与电极材料相同的金属阳离子

结合要求及反应特点，画出原电池装置图，标出电极材料名称、正负极、

画出装置图

电解质溶液等

.考点二化学电源.

Q会Q❺

知识点1化学电源的优点和优劣判断标准

1.相对其他能源，电池的优点是能量转换效率较高，供能稳定可靠，形状、大小可根据需要设计，使用方便

等。

2.判断电池优劣的标准是电池单位质量或单位体积所能输出的比能量或比功率及可储存时间的长短。

知识点2一次电池—放电后不可再充电的电池

1.普通锌铺干电池

正极材料：MnOs

正极：2MnO2+2NH/+2鼠=2NH3+MmCh+H2O。

负极材料：Zn

负极：Zn—2e-=Zn2.；

总反应：Zn+2MnO2+2NH4Cl=ZnCl2+Mn2O3+2NH3+H2O；

2.碱性锌镒干电池

+

正极材料：MnO?

正极反应：2MnCh+2比0+2鼠=2MnOOH+2OH-；

负极材料：Zn

负极反应：Zn+20H一一2e-=Zn(OH)2；

总反应：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2。

3.银锌电池

浸有KOH(aq)的隔板金属外壳

(Ag2O正极I

正极材料：Ag2。

正极反应：Ag2O+H2O+2e^=2Ag+2OH一；

负极材料：Zn

负极反应：Zn+2OHT—2e-—Zn(OH)2；

总反应：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag„

4.锂电池

Li—SOCb电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCL-SOCb。

负极材料：锂

电极反应：8Li—81===8Li+。

正极材料：SOCh

正极反应：3soeb+8-===2S+S0尹+6CF„

总反应：8Li+3SOCb===6LiCl+Li2SO3+2S。

知识点3二次电池一又称可充电电池或蓄电池，是一类放电后可以再充电而反复使用的电池

1.特点及工作原理

(1)特点：放电后能充电复原继续使用，两个电极均参与电极反应，“放电”为原电池原理,“充电”为电解

池原理。

(2)铅蓄电池工作原理：

铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是Pb,正极材料是PbCh。

铅酸蓄电池总反应：Pb+PbO2+2H2SO4下-2PbSO4+2H2Oo

①放电时的反应

a.负极反应：Pb+SOF-2e"==PbSO4；

+

b.正极反应：PbO2+4H+SOF+2e^=PbSO4+2H2O；

c.总反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2Oo

②充电时的反应

a.阴极反应：PbSO4+2e-=Pb+SOF；

+

b.阳极反应：PbSO4+2H2O-2e=PbO2+4H+SOF；

c.总反应：2PbSO4+2H2O=Pb+PbCh+2H2so4。

(3)纳米硅基锂电池

一种新型二次电池,-rFe+2xLi2S+4Sio

(1)电池放电时，Li+由上极移向生极，电子丕能(填“能”或“不能”)通过聚合物隔膜。

(2)电池充电时，a极反应式为xFe+2xLi2s—4xe-^=4xLi++xFeS2。

2.图解二次电池的充放电

外接电源负极同一电极

/1I

还原反应：阴极**---1充电可充电放电厂负极:氧化反应

氧化反应：阳极^~I面温匚正极:还原反应

\---------------1

外接电源正极同一电极

3.二次电池的充放电规律

(1)充电时电极的连接：充电的目的是使电池恢复其供电能力，因此负极应与电源的负极相连以获得电子,

可简记为负接负后作阴极，正接正后作阳极。

(2)工作时的电极反应式：同一电极上的电极反应式，在充电与放电时，形式上恰好是相反的;同一电极

周围的溶液，充电与放电时PH的变化趋势也恰好相反。

1.可逆电池的充、放电不能理解为可逆反应。

2.充电时电极的连接：正接正作阳极，负接负作阴极。

知识点4燃料电池—将燃料燃烧的化学能直接转化为电能的装置

1.氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种。

种类酸性碱性

负极反应式2H2—41^=4H+2H2+4OH—4e=4H2O

-+

正极反应式O2+4e+4H=2H2OO2+2H2O+4e-=4OH-

电池总反应式2H2+O2=2H2O

备注燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用

2.甲烷燃料电池

①酸性介质（如H2so4）或传导质子（H+）固体介质

总反应式：CH4+2O2=CO2+2H2O=

负极反应式：CH4—8-+2H2O=CO2+8H+。

正极反应式：2Ch+8e-+8H+=4m0。

②碱性介质（如KOH）

-

总反应式：CH4+2O2+2OH=COr+3H2O„

负极反应式：CH4—8e-+10OlT=CO山+7H2。。

正极反应式：2。2+8-+4H2O=8OH，

③熔融盐介质（如K2co3）

总反应式：CH4+2O2=CO2+2H2O=

负极反应式：（2出一8b+4co32-=5CO2+2H2。。

正极反应式：2O2+8-+4co2=4CCh2-。

④用能传导氧离子（熔融的金属氧化物作介质，高温下能传导O”）的固体作介质

总反应式：CH4+2O2=CO2+2H2OO

负极反应式：CH4—8e+4（y-=CC）2+2H2O。

正极反应式：2C）2+8e—=402-。

3.解答燃料电池题目的思维模型

4.解答燃料电池题目的几个关键点

①要注意介质是什么？是电解质溶液还是熔融盐或氧化物。

②通入负极的物质为燃料,通入正极的物质为氧气。

③通过介质中离子的移动方向，可判断电池的正负极，同时考虑该离子参与靠近一极的电极反应。

5.化学电源中电极反应式书写的一般方法

(1)明确两极的反应物；

(2)明确直接产物：根据负极氧化、正极还原，明确两极的直接产物；

(3)确定最终产物：根据介质环境和共存原则，找出参与的介质粒子，确定最终产物；

(4)配平：根据电荷守恒、原子守恒配平电极反应式。

1.燃料电池电极反应式书写

①H+在碱性环境中不存在；②。2-在水溶液中不存在，在酸性环境中结合H+,生成H2O,在中性或碱性环

境结合H2O,生成OH\③若己知总反应式时，可先写出较易书写的一极的电极反应式，然后在电子守恒

的基础上，总反应式减去较易写出的一极的电极反应式，即得到较难写出的另一极的电极反应式。

2.燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用。

❷命Q❷

考向1考查一次电池的工作原理及应用

画(2025•北京平谷•一模)碱性锌镒电池的总反应为Zn+2MnC>2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2,构造

示意图如图所示。下列有关说法正确的是

•锌粉和KOH

MM和KOH

-隔膜

A.电池工作时，正极发生反应为Zn-2e-=Zn2+

B.电池工作时，OJT向正极移动

C.隔膜可以防止电池短路

D.反应中每生成ImolMnO(OH),转移电子数为2x6.02x1()23

【答案】C

【分析】电池工作时，负极发生氧化反应，正极发生还原反应。根据总反应Zn+2MnC)2+2H2O=2MnO(OH)

+Zn(OH)2,可知负极锌失电子生成氢氧化锌，正极二氧化锦得电子生成MnO(OH)。

【解析】A.电池工作时，正极发生反应为MnO2+e-+H2O=MnO(OH)+OH,故A错误；B.电池工作时,

阳离子移向正极，OH-向负极移动，故B错误；C.隔膜位于电池的正极和负极之间，其主要功能是将正

负极分开，防止电流直接通过正负极进行循环，故C正确；D.正极发生反应为MnCh+e-+H20=

MnO(OH)+OH-,每生成lmolMnO(OH),转移电子数为6.02x1()23,故D错误；选C。

【变式训练1•变载体】(2025高三上•全国•月考)锌银纽扣电池是生活中常见的一次电池，其构造示意图如

下。下列说法不正佛的是

金属外壳

Ag。J

浸了KOH(aq)的隔板

A.Zn作电池的负极B.电池工作时，OIT向正极移动

C.正极的电极反应：Ag2O+2e+H2O=2Ag+2OHD.金属外壳需具有良好的导电性和耐腐蚀性

【答案】B

【分析】锌银纽扣电池中，锌作负极，发生氧化反应：Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O,AgQ作正极，发生

还原反应：Ag20+2e-+H2O=2Ag+2O£T,总反应为：Zn+Ag2O=ZnO+2Ag;

【解析】A.由分析可知，锌作电池的负极，Ag?。作电池正极，A正确；B.原电池工作时，阴离子向负

极移动，阳离子向正极移动，则OTT向负极移动，B错误；C.由分析可知，正极的电极反应为：

Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-,C正确；D.金属外壳需具有良好的导电性和耐腐蚀性，以保证电池正常

工作，D正确；故选B。

【变式训练2•变考法】(24-25高三上•北京海淀•期末)碱性锌镒干电池的结构示意图如下图。该电池放电

时发生反应：Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH0下列说法正确的是

『锌粉和

'J氢氧化钾

二氧化镒

一,/和石墨

A.Zn发生还原反应

B.正极发生反应MnO2+H++e-=MnOOH

C.电池工作时OIT向正极方向移动

D.理论上，每转移O.lmol电子，有8.8gMnOOH生成

【答案】D

【分析】碱性锌镒电池的总反应为Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH,负极为锌失电子，发生氧化反应，正

极为二氧化镐，发生还原反应，电极反应式为：MnO2+H2O+e=MnOOH+OH,据此分析。

【解析】A.负极是金属锌，失电子，发生氧化反应，故A错误；B.正极上得电子，发生还原反应，所以

正极的电极反应式为：MnO2+H2O+e=MnOOH+OH-,故B错误；C.电池工作时，阴离子向负极移动，则

0H-通过向负极移动，故C错误；D.反应中镒元素的化合价由+4价降低到+3价，则每转移O.lmol电子，

有0.1molx88g/mol=8.8gMnOOH生成，故D正确；故选：D。

【变式训练3【日常生活与学科知识结合】（2025•陕西•一模）普通锌锦干电池的简图如图所

示，它是用锌皮制成的锌筒作电极，中央插一根碳棒，碳棒顶端加一铜帽。在石墨碳棒周围填满二氧化锦

和炭黑的混合物，并用离子可以通过的长纤维纸包裹作隔膜，隔膜外是用氯化锌、氯化钱和淀粉等调成糊

2+

状作电解质溶液。该电池工作时的总反应为Zn+2NH：+2MnO2=Zn[（NH3）4]+Mn2O3+H2O0下列关于锌镒干

电池的说法中正确的是

A.当该电池电压逐渐下降后，利用电解原理能重新充电复原

B.原电池工作时，电子从负极通过外电路流向正极

C.电池负极反应式为2MnO2+2NH:+2e-=Mn2O3+2NH3+H2O

D.外电路中每通过O.lmol电子，锌的质量理论上减小6.5g

【答案】B

【解析】A.一次电池不能重复使用，二次电池能重复使用，干电池是一次电池，所以当该电池电压逐渐下

降后，不能利用电解原理能重新充电复原，故A错误；B.原电池工作时，电子从负极通过外电路流向正

极，故B正确；C.根据原电池工作原理，负极应是失电子的，Zn+2NH：—